专利名称：一种护滩建筑物模型的制作方法
一种护滩建筑物模型技术领域
本发明属于护滩建筑物模型构建技术领域，尤其涉及一种护滩建筑物模型。
背景技术：
随着20世纪90年代长江中下游航道整治工程序幕的拉开和土工布新材料的广泛应用，护滩建筑物的结构形式有了很大发展。目前在长江中下游航道整治工程中常用的护滩建筑物主要有散抛块体护滩、坝体护滩、软体排护滩——护滩带。
散抛块体护滩主要指的是抛石护滩，即在滩面上散抛50 80cm左右的块石进行护滩，它主要用于水深较小(一般小于3m)、流速不大(一般小于1.5m/s)、河床变形较缓慢、地质条件较好的河段，如卵石滩或砂卵石滩，近年来水利部门多有应用。
坝体护滩主要指通过建设坝体或坝体群达到护滩的效果，坝体形式有丁坝、顺坝、 锁坝等，坝体护滩主要在黄河、闽江、西江等河流整治中应用，长江上也有应用，根据资料表明近年来坝体的水毁现象非常严重。
软体排护滩(护滩带)是一种新型的航道整治建筑物，其主要作用是保护较为高大完整的边滩、心滩在水流作用下免遭破坏，进而达到稳定枯水航槽的目的。
根据材料的不同，软体排可分为柴排和土工织物软体排两大类。
柴排是用梢龙、梢料、铁丝等材料捆扎成方形和长方形大面积的排状块体，用块石压沉于近岸河床上，以保护河床岸坡免受水流淘刷。柴排不仅可用于护岸、护脚，也可用于整治建筑物的护底。
土工织物软体排是指用聚丙烯(PP)纤维、聚乙烯(PE)纤维、聚酯(PER)纤维和聚酰胺(PA)纤维等原料制造的土工材料做成的软体排。根据其压载的形式和材料，土工织物软体排可分为散抛压载软体排、系结压载软体排和沙被式软体排等。
散抛压载软体排是用单层或双层的土工织物组成排体，在排体沉放后再散抛块石、沙枕、石笼等压载制成的。
沙被式软体排是用土工织物缝制成双层排布，将沙用水力充填到双层排布中，形成巨大的沙被，用于护底工程。
系结压载软体排是在土工织物上缝制加筋条，以提高排布的强度，然后按一定的间距布设系结条，排上压载物通过系结条与排布连接成整体，用专用的沉排船沉放在预定位置。
系结压载软体排分为D型系砼块软体排(简称D型排)和X型系砼块软体排(简称X型排)两种。两种排的排体结构基本相同，其主要区别在于压载块体尺寸、加筋条和系接条分布及铺设(沉放)方式不同。
I、D 型排
这种排采用小型矩形砼块作压载体，压载体之间缝隙较大，主要用于水流顶冲、河床切割变形较大、不易回淤区域河床防护，但不能防阳光照射，主要用于最枯水位以下部位的河床防护。
D型排排垫采用200g / m2 (或160g / m2)的聚丙烯编织布缝制而成，标准排体为50mX15m(长X宽)，在实际施工过程中可以根据需要及施工能力加长或加宽。加筋条沿排长方向缝制，宽5cm,长与排长相等,纵向加筋条的首、尾端缝制成Φ5αιι的圆环,便于排体间的连接，加筋条中心距除靠外两根为47. 5cm外，其余为50cm。加筋条与排布之间缝制每两根一组的系结条(用于捆绑砼块)，系结条为SOcmX 3cm(长X宽)，组与组之间的间距为30cm，每组内两根系结条间隔20cm。
D型排压载体该压载体为C20砼块体，平面形状呈现为长方形。其中Dl型排压载体尺寸为40cmX25cmX8cm(长X宽X厚)，单块重17. 49kg ;D2型排压载体尺寸为 40cmX30cmX10cm(长X宽X厚)，单块重25. 70kg。为与排体系接方便，在长边各设有两道半径为2. 5cm的半圆。
2、X 型排
这种排采用较大的矩形砼块压载体，压载体之间缝隙较小，通过采取一定的措施， 如在缝隙之间填充碎石，能完全覆盖排垫，能够防太阳辐射，具有较好的防老化能力，同时能更好的适应河床变形。该排主要用于枯季出露水面的滩地的守护。
X型排排垫采用200g / m2的聚丙烯编织布缝制而成。标准排体长度为 50mX15m(长X宽，长度可根据需要调整)。沿排体宽度方向每50cm设有一根宽5cm的纵向聚丙稀加筋条，用作固定系接条和增加排垫抗拉强度；沿排体长度方向，两端各预留5cm 用于纵向缝接，在纵向加筋条之下固定有80cm的长丝机织系接条，用作系接压载体。
X型排压载体该压载体为C20砼块体，平面形状呈现为长方形。一种尺寸为45cm X 40cm X 8cm (长X宽X厚)，其重量为34. 56kg ;另一种尺寸为 45cmX40cmX10cm(长X宽X厚)，其重量为43. 20kg。在砼块内沿长度方向预埋两根长 105cm的长丝机织系接条，用于与排垫上的系结条系接。发明内容
本发明提供了一种护滩建筑物模型，旨在解决现有技术无法提供一种简单实用护滩建筑物模型，护滩建筑物的研究受到了一定局限的问题。
本发明的目的在于提供一种护滩建筑物模型，该护滩建筑物模型采用结压载软体排中的X型系砼块软体排。
进一步，所述X型系砼块软体排由编织布、加筋条、系结条及压载体构成。
进一步，所述编织布采用200g聚丙烯编织布，长X宽为50mX 15m，质量为200g / m2，纵向抗拉强度彡40KN / m，横向抗拉强度彡32KN / m，等效孔径彡O. 12mm。
进一步，所述加强筋采用3cm聚丙烯加筋条,宽为3cm,质量为13g / m,
纵向抗拉强度彡O. 6KN/根。
进一步,所述系节条采用18g聚丙烯系结条,长X宽为80cmX3cm,质量为I 8g/ m，纵向抗拉强度彡O. 8KN/根。
进一步，所述压载体采用C20砼块体，长X宽X厚为45cmX40cmX 10cm，质量为 43. 2kg，密度为2400kg / m3，在C20砼块体内预埋两根宽3cm、长105cm的系结条。
进一步，所述压载体在比尺为I : 60时，模型的长X宽X厚尺寸为 7. 5mmX 6. 7mmX I. 7mm、质量为0· 2g、密度为2400kg/m3。
进一步，所述压载体在比尺为I : 60时，该护滩建筑物模型的护滩材料选用铝片， 铝片的长X宽X厚尺寸为-J· 5mmX6. 5mmXl. 5mm，质量为0. 197g、密度为2700kg/m3。
进一步，所述护滩材料的加工方法为将铝板切割成长X宽X厚尺寸为
7. 5mmX 6. 7mmX I. 7mm 的招片。
进一步，所述软体排的加工方法为软体排由排垫及排垫上的砼块压载体组成,砼块压载体通过加筋条和系结条系于排垫之上；在试验中，模型排垫采用棉布模拟；在模型护滩材料的加工过程中，将铝片先用普通胶水粘贴在有方格的纸上，接着再在每个铝片上点上环氧树脂，然后将其粘贴在棉布上，用重物压载并保持12小时不动，最后在铝片与棉布粘牢后用清水冲刷纸面，将纸冲掉，模型软体排制作完成。
本发明提供的护滩建筑物模型，采用结压载软体排中的X型系砼块软体排，X型系砼块软体排由编织布、加筋条、系结条及压载体构成，压载体在比尺为I : 60时，护滩材料选用铝片，护滩材料的加工方法为将铝板切割成长X宽X厚尺寸为7. 5mmX6. 7mmXl .7mm的铝片；该护滩建筑物模型结构简单，实用性强，具有较强的推广与应用价值。
图I是本发明实施例提供的模型材料铝片的尺寸示意图2是本发明实施例提供的护块冲刷时的变形情况示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明， 并不用于限定发明。
图I示出了本发明实施例提供的护滩建筑物模型的结构。为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。
该护滩建筑物模型采用结压载软体排中的X型系砼块软体排。
在本发明实施例中，X型系砼块软体排由编织布、加筋条、系结条及压载体构成。
在本发明实施例中，编织布采用200g聚丙烯编织布，长X宽为50mX15m，质量为 200g / m2，纵向抗拉强度彡40KN / m，横向抗拉强度彡32KN / m，等效孔径彡O. 12mm。
在本发明实施例中，加强筋采用3cm聚丙烯加筋条，宽为3cm，质量为13g / m，纵向抗拉强度彡O. 6KN /根。
在本发明实施例中，系节条采用18g聚丙烯系结条，长X宽为80cmX3cm，质量为 18g / m,纵向抗拉强度彡O. 8KN /根。
在本发明实施例中，压载体采用C20砼块体，长X宽X厚为45cmX40cmX 10cm, 质量为43. 2kg，密度为2400kg/m3，在C20砼块体内预埋两根宽3cm、长105cm的系结条。
在本发明实施例中，压载体在比尺为I : 60时，模型的长X宽X厚尺寸为 7. 5mmX 6. 7mmX I. 7mm、质量为0· 2g、密度为2400kg/m3。
在本发明实施例中，压载体在比尺为I : 60时，该护滩建筑物模型的护滩材料选用铝片，铝片的长X宽X厚尺寸为7· 5mmX6. 5mmX I. 5mm，质量为0. 197g、密度为 2700Kg/m3。
在本发明实施例中，护滩材料的加工方法为将铝板切割成长X宽X厚尺寸为 7. 5mmX 6. 7mmX I. 7mm 的招片。
在本发明实施例中，软体排护滩带的模拟方法为
压载体在比尺为I : 60时的模型几何尺寸为-J. 5mmX6. 7mmXl. 7mm(长X宽X 厚)、质量为0. 2g、密度为:2400kg/m3。
水槽概化模型中所选压载体应尽可能做到与原型压载体平面形态相似、质量相似，且能够随河床冲刷自由变形，因此我们把重力作为模型材料选择时的重要控制因素，在选择模型材料时主要考虑满足质量相似。经分析压载体在比尺为I : 60时模型材料宜选用铝片。由于铝的密度(2700kg/m3)比原型混凝土的密度(2400kg/m3)稍大，因此在保证质量相似的前提下，适当减小模型的厚度。经过计算分析，最后选择模型铝片的尺寸为 7. 5mm X 6. 5mmXl. 5mm(长X宽X厚)，质量为0. 197g、密度为2700kg/m3，所选模型材料质量和标准模型材料质量的相对误差为I. 5%，符合要求。
原型软体排由排垫及排垫上的砼块压载体组成，砼块压载体通过加筋条和系结条系于排垫之上。在试验中，模型排垫采用棉布模拟，既能满足变形相似，又具有较好的保沙性能。在模型护滩材料的加工过程中，汲取了前期工作的经验和教训，因为按比尺计算出来的模型加筋条和系结条的尺寸都较小，无法严格按照原型软体排的构造进行模型加工，所以加工制作时将铝片先用普通胶水粘贴在有方格(方格排列方式与原型软体排一致)的纸上，接着再在每个铝片上点上环氧树脂(AB胶)，然后将其粘贴在棉布上，用重物压载并保持12小时不动，最后在招片与棉布粘牢后用清水冲刷纸面，将纸冲掉，I吴型软体排制作完成。这样就解决了软体排护滩带冲刷时的变形不相似问题，试验证明模拟效果较好。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
模型设计时所选原型X型排的技术指标
权利要求
1.一种护滩建筑物模型，其特征在于，该护滩建筑物模型采用结压载软体排中的X型系砼块软体排。
2.如权利要求I所述的护滩建筑物模型，其特征在于，所述X型系砼块软体排由编织布、加筋条、系结条及压载体构成。
3.如权利要求2所述的护滩建筑物模型，其特征在于，所述编织布采用200g聚丙烯编织布，长X宽为50mX15m，质量为200g / m2，纵向抗拉强度彡40KN / m，横向抗拉强度彡32KN / m，等效孔径彡O. 12_。
4.如权利要求2所述的护滩建筑物模型，其特征在于，所述加强筋采用3cm聚丙烯加筋条，宽为3cm，质量为13g/m，纵向抗拉强度彡O. 6KN /根。
5.如权利要求2所述的护滩建筑物模型，其特征在于，所述系节条采用18g聚丙烯系结条，长X宽为80cmX3cm，质量为18g / m，纵向抗拉强度彡O. 8KN /根。
6.如权利要求2所述的护滩建筑物模型，其特征在于，所述压载体采用C20砼块体，长X宽X厚为45cmX40cmX10cm，质量为43. 2kg，密度为2400kg / m3，在C20砼块体内预埋两根宽3cm、长105cm的系结条。
7.如权利要求2所述的护滩建筑物模型，其特征在于，所述压载体在比尺为I:60时，模型的长X宽X厚尺寸为7. 5mmX6. 7mmXl. 7_、质量为0. 2g、密度为2400kg /m3。
8.如权利要求7所述的护滩建筑物模型，其特征在于，所述压载体在比尺为I:60时，该护滩建筑物模型的护滩材料选用铝片，铝片的长X宽X厚尺寸为7. 5mmX6. 5mmXl.5mm，质量为0. 197g、密度为:2700kg / m3。
9.如权利要求7所述的护滩建筑物模型，其特征在于，所述护滩材料的加工方法为将铝板切割成长X宽X厚尺寸为7. 5mmX6. 7mmXl. 7mm的铝片。
10.如权利要求2所述的护滩建筑物模型，其特征在于，所述软体排的加工方法为软体排由排垫及排垫上的砼块压载体组成，砼块压载体通过加筋条和系结条系于排垫之上；在试验中，模型排垫采用棉布模拟；在模型护滩材料的加工过程中，将铝片先用普通胶水粘贴在有方格的纸上，接着再在每个铝片上点上环氧树脂，然后将其粘贴在棉布上，用重物压载并保持12小时不动，最后在铝片与棉布粘牢后用清水冲刷纸面，将纸冲掉，模型软体排制作完成。
全文摘要
本发明属于护滩建筑物模型构建技术领域，提供了一种护滩建筑物模型，采用结压载软体排中的X型系砼块软体排，X型系砼块软体排由编织布、加筋条、系结条及压载体构成，压载体在比尺为160时，护滩材料选用铝片，护滩材料的加工方法为先将铝板切割成长×宽×厚尺寸为7.5mm×6.7mm×1.7mm的铝片，然后按照原型软体排的排布方式将其粘贴在棉布上；该护滩建筑物模型结构简单，实用性强，具有较强的推广与应用价值。
文档编号E02B1/02GK102926347SQ201210458550
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月12日 优先权日2012年11月12日
发明者王平义, 杨成渝, 喻涛, 刘晓菲 申请人:重庆交通大学